[发明专利]一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用。本发明的抗240℃抗盐封堵型水基钻井液包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.3‑0.5份、聚合物降滤失剂1‑2份、吸附型封堵剂2‑3份、防塌剂2‑3份、油酸甲酯1‑2份、高温保护剂0.5‑1份。本发明还提供了上述水基钻井液的制备方法。本发明中聚合物降滤失剂、封堵剂与防塌剂等核心处理剂协同作用，使得本发明的水基钻井液在超高温高盐条件下能有效封堵地层微裂缝，阻止钻井液中的滤液进入地层，防止井壁坍塌、卡钻，从而稳定井壁减少事故发生。

技术领域

本发明属于钻井液技术领域，具体涉及一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用。

背景技术

深井、超深井的井底温度大多在200-250℃，且存在大段盐膏层。但是现有水基钻井液抗超高温高盐性能差，导致深井、超深井钻井过程中井壁坍塌十分严重。中国专利文献CN102002350A公开的一种超高温水基钻井液，各组分质量配比为：水100份，钠基膨润土1-6份、钻井液高温保护剂0.5-3份、高温降滤失剂GLJ-I2-6份、高温降滤失剂GLJ-II2-6份、高温封堵剂2-4份、重晶石0-300份，其中高温封堵剂为磺化改性天然植物沥青，钻井液体系在现场的使用温度最高为210℃。中国专利文献CN105623627A公开了一种超高温抗盐钻井液及其制备方法，其中使用了PFL-L、PFL-M、PFL-H三种降滤失剂共0.9-18份、磺化酚醛树脂2-8份、磺化褐煤2-8份，钻井液在180℃下高温高压失水量小。中国专利文献CN113122195A公开的一种抗高温高密度钻井液，各组分质量配比为：抗盐土1.5-4.0%、碱度调节剂0.1-0.2%、抗高温降滤失剂4.0-6.0%、纳米封堵剂1.0~2.0%、抗高温封堵剂2.0-3.0%、高温稳定剂1.0-2.5%、加重剂30-45%、淡水40-50%，钻井液密度可达2.5g/cm³，抗温能够达到230℃，但未考虑钻井液的抗盐和封堵性能。

现有水基钻井液都无法满足240℃的高盐环境，没有240℃高盐条件下的高温高压数据，所以亟需研制一种抗240℃高温及高盐的水基钻井液，为深井、超深井的高效钻井提供技术支撑。

发明内容

针对现有技术的不足，尤其是针对目前深井、超深井钻井过程中水基钻井液抗超高温高盐性能不足的问题，本发明提供了一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用。本发明的水基钻井液能够在超高温高盐条件下保持良好的流变、降低滤失、封堵防塌性能。

本发明的技术方案如下：

一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.3-0.5份、聚合物降滤失剂1-2份、吸附型封堵剂2-3份、防塌剂2-3份、油酸甲酯1-2份、高温保护剂0.5-1份。

根据本发明优选的，所述的聚合物降滤失剂由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮为聚合单体经聚合反应得到；

进一步优选的，所述的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮的摩尔比为1:0.3-0.5:0.1-0.3。

根据本发明优选的，所述的聚合物降滤失剂按照下述方法制备得到：

将聚合单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮按照摩尔比1:0.3-0.5:0.1-0.3的比例加入水中，搅拌至溶解，得到水相溶液；调节水相溶液的pH值至中性；之后升温至50-60℃，加入引发剂I，恒温反应3-5h；反应结束后，将反应所得产物经洗涤、干燥、粉碎，得到聚合物降滤失剂。

优选的，所述的水相溶液中聚合单体的质量浓度为0.2-0.4g/mL；所述的搅拌速度为200-300r/min；所述聚合单体的质量浓度指的是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮总的质量浓度。